Voortgangsverslag Otocontrol-2.0

Stichting OPCI participeert in het Otocontrol project. In het onderstaande verslag, van projectleider John van Opstal, kunt u lezen welke vorderingen in dit project gemaakt worden en wat het doel ervan is.

Tussentijds verslag Otocontrol-2.0 voor OPCI

Het Otocontrol project is nu een jaar actief (sinds 20 Dec 2023). In dit korte verslag vatten we even samen wat er tot nu is bereikt.

Wie? Aan het project nemen meerdere onderzoeksgroepen en ziekenhuizen deel:

1. Sectie Neurofysica van het Donders Centrum voor Neurowetenschappen (prof Van Opstal, drs. Noordanus, dr Van Wanrooij, drs Calderón, ing Windau; coördinatie)
2. Radboudumc afdeling KNO (prof Mylanus, dr Huinck, dr Lanting, dr Wasmann)
3. Leiden Umc afdeling KNO (prof Frijns, dr Briaire, dr Windmeijer, drs Hosseeni)
4. Bensheim KNO (prof Servais, dr Wallhäuser, dr Burkart, dr Balkenhol)
5. Berlijn KNO (prof Mittmann, dr Kiefer)
6. Kopenhagen Techn. Univ. en KNO (prof Dau, dr Mühlberger)
7. Advanced Bionics in Hannover (dr Chalupper, dr Koning)
8. Lissabon, Technische Universiteit (prof Bernardino), en niet te vergeten:
9. 150 CI-gebruikers uit Nederland, Duitsland, en Denemarken.

Doel? In eerste instantie richt het project zich op een groep nieuw te implanteren patiënten (volwassen, 18+), die hebben gekozen voor het HiRes cochleair implantaat (CI) van Advanced Bionics (AB) met een Marvel processor, eventueel in combinatie met een Marvel hoortoestel. Ook mensen die al een (AB) CI-implantaat hebben, en onder de huidige criteria in aanmerking zouden
komen voor een tweede CI, kunnen meedoen aan het project.
In de loop van het project proberen we op deze manier in totaal ongeveer 150 CI-gebruikers te rekruteren (gemiddeld 30 per klinisch centrum).

Het eerste doel van het project is om van elke CI-gebruiker een uitgebreide set van hoogwaardige meetgegevens te verkrijgen, die we vervolgens kunnen gebruiken om een model te trainen (zeg
maar, een model dat is gebaseerd op Kunstmatige Intelligentie) dat de relatie kan leggen tussen de meetresultaten van een individuele CI-gebruiker, de fitting van het CI, en het spraakverstaan.
Later (ons tweede doel) zal het model kunnen worden gebruikt om voorspellingen te kunnen doen voor het edect van een specifieke verandering in de fitting op het spraakverstaan van de CIgebruiker, om aldus de fitting te kunnen optimaliseren.

Achtergrond:
In de eerder verstrekte informatie aan OPCI, te vinden op onze Otocontrol website hebben we verschillende documenten geplaatst met daarin meer gedetailleerde achtergrondinformatie over het hoé en wát van het Otocontrol-2.0 project (o.a. samengevat en geïllustreerd in de “KickOd voor OPCI” informatie).

In het afgelopen jaar heb ik daarnaast een tweetal interviews gehad met het tijdschrift Computer-Idee en de website MT-Integraal.

Wat? In het kort komen de metingen op het volgende neer:

Een Otocontrol Intake sessie, waarin we o.a. enkele nieuwe basismetingen uitvoeren van het korte-termijn geheugen, van de aandacht, en van de reactietijden op een plotseling verschijnende visuele stimulus.
Tijdens de operatie zal de chirurg enkele standaard elektrofysiologische metingen doen om de eigenschappen van de elektrode, en de auditieve zenuw te karakteristeren
Vóór en na de operatie worden CT-scans gemaakt van de cochlea en van de cochlea met elektrode; hierdoor weten we precies hoé de elektrode in de cochlea zit.
Tijdens of rondom de reguliere klinische bezoeken in het eerste jaar na implantatie worden vijf extra tests gedaan waarin we de reactietijden meten op zogeheten “spectrotemporele rippel-geluiden”. Hiermee kunnen we de algehele gevoeligheid van het auditieve systeem vaststellen voor complexe geluiden (zoals echte spraak), die uit zowel frequentie-modulaties als uit amplitude-modulaties bestaan (zie bijvoorbeeld de Figuren 2 en 3 in het MT-Integraal artikel voor wat meer informatie hierover). Tijdens deze sessies veranderen we kortstondig enkele instellingen van het CI, om te meten wat daarvan het edect is op de reactietijden (en dus op de auditieve gevoeligheid).
In twee sessies doen we ook reactietijd metingen op directe stimulatie van de elektrodes;
met deze metingen kunnen we de kwaliteit van de communicatie tussen elk van de elektrode-contacten en het centraal zenuwstelsel goed in kaart brengen.
De reactietijd testen doet de CI-gebruiker ook thuis (wekelijks), onder gebruikmaking van een door ons ontwikkelde Smartphone App. Daarnaast worden thuis ook spraaktests gedaan (tweewekelijks).
De gegevens van al deze tests worden op een centrale computer in Nijmegen (Neurophysics) opgeslagen en gebruikt om het model te trainen.

Zoals U ziet, is het een hele batterij aan tests!
Elk van die tests levert echter belangrijke complementaire informatie op over hoé geluid en de door het CI geproduceerde elektrische pulsen in het zenuwstelsel worden verwerkt, en in hoeverre dit leidt tot een goede detectie en herkenning van het geluid bij de CI-gebruiker.

Wat hebben we tot nu toe gedaan?

1. Afstemming
Het zal dan ook niet hoeven te verbazen dat veel van de tijd in het afgelopen jaar is besteed aan het afstemmen van alle meetprotocollen tussen de verschillende deelnemende partners.
Hierover hebben we in 2024 drie uitgebreide discussiesessies belegd met de complete groep en uiteindelijk is daar het volledige meetprotocol (hierboven kort samengevat) uit voortgekomen.

2. Ethische aanvragen
Nu het protocol is vastgelegd, is de volgende stap om het project aan te melden bij de ethische commissies in Nederland, Duitsland en Denemarken, die uiteindelijk de formele toestemming moeten geven om de metingen met CI-gebruikers te kunnen starten. Hiertoe hebben we een enorme batterij aan documenten opgesteld, bestaande uit o.a.:

het volledige onderzoeksprotocol met wetenschappelijke motivatie, tijdsplan, etc.,
de volledige patiënten-informatie en “informed-consent” (toestemmings) formulier,
alle informatie over de te gebruiken apparatuur en software in de tests,
garanties met betrekking tot de veiligheid,
afgesloten verzekeringen tegen schade e.d.,
informatie over de betrokken instellingen en hun onderlinge contractafspraken,
en tenslotte de complete documentatie over hoe we denken om te gaan met de meetgegevens van de verschillende centra, en hoe we de privacy van de deelnemers zullen garanderen.

Planning: Deze ethische aanvraag ligt binnenkort bij de Ethische Commissie Arnhem-Nijmegen ter beoordeling en de uiteindelijke goedkeuring voor de Nijmeegse en Leidse partners. Pas als deze goedkeuring is afgegeven mogen we formeel gaan starten met de metingen. We verwachten deze rond Maart-April 2025 te verkrijgen. In de tussentijd zullen ook de Duitse en Deense partners
hun commissies van de benodigde informatie voorzien.

3. Tussentijdse metingen
In de tussentijd hebben we natuurlijk niet stil gezeten, en zijn al een aantal experimenten gestart bij verschillende partners om onze apparatuur, software, en precieze uitvoering van de experimenten te testen, en eventueel nog te verbeteren alvorens we aanvangen met de definitieve versies. Heel in het kort gaat het om de volgende activiteiten:

In Nijmegen (Neurofysica) heeft de technische staf (ir Windau) het apparaat ontworpen en getest waarmee alle reactietijd metingen in de verschillende centra zullen worden uitgevoerd.
In Nijmegen (Neurofysica) zijn de cognitieve meetprotocollen (geheugen, aandacht, visuele reactietijden) opgesteld en uitgebreid getest op zo’n 38 normaalhorende proefpersonen. Deze gegevens dienen als vergelijkingsmateriaal voor de toekomstige CI-gebruikers.
In Leiden (KNO) is een ethische aanvraag ingediend om de reactietijden op directe elektrische stimulatie met puls-synchronisatie (zogheten ‘stroomsturing’) te kunnen gaan testen op een kleine groep CI-gebruikers.
In Bensheim zijn de eerste ervaringen met deze directe stimulatie testen opgedaan, wat al meteen leidt tot gerichte aanpassingen in de voorgestelde opzet.
In Bensheim zijn ook reactietijd metingen gedaan met akoestische rippel geluiden.
In Zürich (een onafhankelijke partner) zijn succesvolle reactietijd metingen gedaan met directe elektrische stimulatie.
In Maastricht (een onafhankelijke partner) zijn succesvolle reactietijd metingen gedaan met akoestische rippel geluiden én verschillende afstellingen van het CI.
Advanced Bionics heeft de software aanpassingen voor de meetprotocollen van hun CI aangepast, en de nieuwe Smartphone App voor de HiRes-Marvel gereed gemaakt.
In Lissabon (een nieuwe partner) is een model opgesteld waarmee de reactietijden kunnen worden voorspeld op akoestische rippel geluiden, en op directe elektrische stimulatie van geselecteerde elektrodecontacten. Dit model kan als basis gaan dienen voor het Kunstmatige Intelligentie model dat in Otocontrol-2.0 ontwikkeld gaat worden.

John van Opstal
Projectleider Otocontrol-2.0: The Next Step

Geplaatst in Geen categorie